[发明专利]研究风流驱动煤体运移条件下瓦斯解吸规律模拟实验装置

说明书

本发明提供了一种研究风流驱动煤体运移条件下瓦斯解吸规律的模拟实验装置中的第一煤样罐、多节螺旋状管路、第二煤样罐及其中间用于连接的管路构成了井下现场压风取样的相似模型，第一煤样罐的煤样相当于待取样的煤层，多节螺旋状管路相当于钻孔通道、第二煤样罐相当于孔口外的接样罐，再加上风流驱动模拟了井下压风取样的方式，最终达到与井下压风取煤样全过程的高度一致性；具备一份煤样、一次实验、研究两类解吸规律的功能，可为对比分析两类解吸规律提供更加准确、可靠的实验数据；该实验装置煤样瓦斯罐下端采用漏斗型设计，并且将高压气流的管子插入罐体，深入到漏斗型罐盖的出口位置，可以确保罐内煤样在阀门打开后顺利流出，并且无残留。

技术领域

本发明涉及一种研究风流驱动煤体运移条件下瓦斯解吸规律模拟实验装置，尤其是模拟井下压风取样条件下的瓦斯解吸实验装置。

背景技术

煤层瓦斯含量是矿井瓦斯综合防治的重要参数之一，在国内瓦斯含量的测定方法一般采用直接法测定瓦斯含量。

在直接法测定煤层瓦斯含量中，煤样的取样方式多种多样，其中压风即正压逆流取样方式具有取样时间短，取到的煤样纯度高等优点，在国内得到了普遍的应用。

压风取样方式相比于一般的钻屑法等取样方式，在推算瓦斯损失量上有了显著的提高，进而提高了瓦斯含量测定的准确性；但是此方法仍有不足之处，该取样方式整个过程是在风流驱动条件下进行，风流和风压都会对解吸规律有所影响，常规的瓦斯解吸规律并不适用于该条件下的解吸。

目前，压风取样技术虽然已经成熟，但是在压风风流条件下的瓦斯解吸规律还仍是空白，这就需要去研制出一种能够相似模拟井下压风条件的一套瓦斯解吸实验装置，来对其风流驱动条件下的煤样瓦斯解吸规律进行研究，所以研制出一种研究风流驱动煤体运移条件下瓦斯解吸规律模拟实验装置显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种研究风流驱动煤体运移条件下瓦斯解吸规律的模拟实验装置，实现与现场井下压风取样方式上的相似模拟，能够在实验室进行风流驱动煤样运移条件下的瓦斯解吸。

本发明采用的技术方案是：一种研究风流驱动煤体运移条件下瓦斯解吸规律的模拟实验装置,包括高压瓦斯储气钢瓶、高压氮气储气钢瓶、瓦斯减压阀、瓦斯截止阀、氮气截止阀、截止阀、压力传感器、四通控制阀、真空泵截止阀、空气压缩机截止阀、气体流量计、空气压缩机、真空度压力传感器、真空度压力表、真空泵、充气罐、第一煤样罐、多节螺旋状管路、恒温水浴箱、出气口阀、第二煤样罐、三通接头、瓦斯浓度检测仪、高精度排水量筒、数据采集装置、电脑、温度控制器。

所述的高压瓦斯储气钢瓶的出气口连接耐高压管路，该耐高压管路设置一个分支管路连接至高压氮气储气钢瓶的出气口；所述高压瓦斯储气钢瓶的管路上沿出气方向依次安装减压阀、瓦斯截止阀；高压氮气储气钢瓶的管路上安装氮气截止阀。

所述充气罐、第一煤样罐、第二煤样罐之间分别通过耐高压管路连接；所述充气罐和第一煤样罐的进气口分别通过四通控制阀连接有四个方向的耐高压管路连接，充气罐的其中一个方向的管路连接高压瓦斯储气钢瓶、高压氮气储气钢瓶，且充气罐和第一煤样罐、高压瓦斯储气钢瓶之间分别安装有截止阀；所述第一煤样罐与充气罐的另一方向管路上分别安装压力传感器；所述第一煤样罐的第三方向的管路上顺次安装有空气压缩机截止阀和气体流量计，并连接至空气压缩机；所述四通控制阀处的管体上还分别连接有截止阀。

所述第二煤样罐的顶部设有三个耐高压管路，其中第一管路上顺次安装有瓦斯浓检测仪、三通控制阀和三通接头，所述三通控制阀通过耐高压管路连接气体流量计和截止阀，形成瓦斯总气体量检测支路；三通接头分出两个支路，一个支路顺次安装有截止阀和气体流量计，形成常压解吸气体流量检测支路；另一个支路安装有截止阀，并连接至高精度排水量筒；第二管路上安装截止阀，并通过多节螺旋状管路连接至第一煤样罐的底部出气口，第一煤样罐出气口处设有出气口阀；第三个管路上安装有压力传感器。